未来智能农机该走向何方,听听院士专家怎么说!

  随着5G、人工智能、物联网、区块链等技术的广泛应用,智能化农机成为机器换人的升级版。日前,2021年耒耜国际会议在江苏大学举行。围绕智能农机装备发展以及未来农业的前沿问题,中国工程院院士康绍忠、罗锡文、赵春江、陈学庚等共同展开研讨。

发展智慧高水效农业装备

我国是水资源短缺的国家。华北平原灌溉节水技术已研究推广30多年,但并没有改变地下水资源继续恶化的现状。主要原因在于种植制度一直向高耗水结构发展。康绍忠指出,智慧高水效农业将是未来农业的发展方向。它依托生物技术、信息技术和智能装备,完成不同尺度水和作物表型信息的智能感知、用水智能决策与智能控制,达到区域水土适配和水生产力时空格局优化,从而实现精准用水和水效益最大化。在他看来,实现智慧高水效农业有四个关键要素:天—空—地一体化智能感知,即水与作物表型高通量智能感知;智能认知模型系统,即水与作物生产过程智能认知;智能决策系统,即用水与农业生产活动智能决策;智能控制设施与装备,即水联网系统的智能控制。“尤其是智能控制设施与装备与我国未来农机发展有着密切关系,未来可期。”康绍忠说。

无人农场应注重基础条件

派出一辆无人驾驶的小车,在无人农场中播种、喷药、施肥等作业,过去只在电影里看到。而如今的农业4.0时代是以无人农机为特征的智能农业时代。罗锡文表示,农业4.0要探索“从好到强”,其特点是自动化、智能化、农机+互联网。他指出,无人农场是智慧农业的一种生产方式,具有耕种管收生产环境全覆盖、机库田间转移作业全自动、自动避障异况停车保安全、作物生产过程实时全监控、智能决策精准作业全无人五个特点。在他看来,智能农机之所以被称为“智能”,在于其具有智能感知、自动导航、精准作业和智能管理四个功能。对于农情信息采集技术,人们都习惯于“天—地—空”的叫法,但罗锡文认为,农情信息采集技术主要是“星—机—地”,具体而言是根据卫星影像、飞机或无人机获取的影像,在地面用仪器直接获取分析农作物长势和病虫草害情况。“推广无人农场应有较好的基础条件,比如地块较大,机耕道和灌排设施较好,卫星信号和网络信号好。”罗锡文如是说。

解决表型组学关键技术“黑盒子”

农业进入4.0时代,育种也进入4.0时代,育种4.0综合利用多组学大数据、基因编辑、合成生物学、人工智能等技术构建面向理想性状组合的智慧育种体系。在这个过程中,表型组学研究正成为农业科研新的制高点。所涉及的高通量作物表型研究,可以帮助育种科学家根据育种材料的遗传基因信息预测作物的表型。“表型组学、基因组学、环境组学三驾马车结合在一起,搞清它们对生命影响的作用,就是作物科学未来研究的核心内容之一。”赵春江说。然而,“目前我国表型技术和表型设施建设主要依赖进口,还存在关键技术‘黑盒子’、设施软硬件升级改造和服务、大型进口表型设施运营与维护、表型数据安全、多组学大数据种业应用与表型设备、自主研发的并行与融合等方面的问题。”赵春江说。在他看来,我国要有自己的技术,关键要在传感器和算法上下功夫,我国在高端传感器和算法上仍需要加强基础研究。

地膜回收机械化是攻关重点

地膜覆盖栽培为我国农业发展作出重大贡献,带来巨大经济效益,促进农民的增产增收、脱贫致富,但农田残膜治理工作的不彻底,也为农业的可持续发展留下隐患。陈学庚指出,目前我国棉田残膜治理存在的核心问题有收净率低、含杂率偏高、回收机械的使用可靠性差、回收残膜的资源化利用困难、缺少成熟的降解膜产品等。他通过对新型农田残膜回收机的研发介绍展示了农田残膜污染治理新进展,并表示高强度耐老化地膜全回收机械的研究开发是攻关重点。

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